探析雙層幕墻的設(shè)計與應(yīng)用

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摘要：隨著建筑幕墻行業(yè)的發(fā)展，雙層幕墻在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，是因為其在低碳經(jīng)濟、節(jié)能、高層建筑的自然通風、高性能隔聲等方面是單層幕墻很難達到的。本文主要介紹了雙層幕墻的特點，智能玻璃幕墻從設(shè)計構(gòu)思、內(nèi)容組成等方面，在一定程度上彌補了原有幕墻的部分缺陷，并對實際應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：雙層幕墻；概念；設(shè)計要點；結(jié)構(gòu)分析

一、雙層幕墻的概念

雙層幕墻又稱熱通道幕墻、呼吸式幕墻、通風式幕墻、節(jié)能幕墻等。由內(nèi)外兩層立面構(gòu)造組成，形成一個室內(nèi)外之間的空氣緩沖層。利用氣壓差、熱壓差和煙囪效應(yīng)的原理，在內(nèi)外幕墻之間形成一個相對封閉的空間，其下部有進風口，上部有排風口，可控制空氣在其間流動狀態(tài)。設(shè)有可控制的進風口、排風口、遮陽板和百葉等。利用雙層幕墻可使建筑外層有效的適應(yīng)自然的天氣變化，提高幕墻的保溫隔熱性能，并提高幕墻的隔聲性能，改善室內(nèi)條件，提高人們工作、生活環(huán)境的舒適性。

二、雙層幕墻的分類

根據(jù)雙層幕墻通風形式的不同，可分為：外循環(huán)式雙層幕墻和內(nèi)循環(huán)式雙層幕墻。

1、外循環(huán)式雙層幕墻外層幕墻采用單層玻璃，在其下部有進風口，上部有排風口。內(nèi)層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材，且設(shè)有可開啟的窗或門。它無需專用機械設(shè)備，完全靠自然通風將太陽輻射熱，經(jīng)通道上排風口排出室外。從而節(jié)約能源和機械運行維修費用。夏季開啟上下通風口，進行自然排風降溫。冬季關(guān)閉上下通風口，利用太陽輻射熱經(jīng)開啟的門或窗進入室內(nèi)，可利用熱能和減少室內(nèi)熱能的損失。

2、內(nèi)循環(huán)式雙層幕墻外層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材形成封閉狀態(tài)。內(nèi)層幕墻采用單層玻璃或單層鋁合金門窗組成可開啟狀態(tài)。利用機械通風，空氣從樓板或地下的風口進入通道，經(jīng)上部排風口進入頂棚流動。由于進風為室內(nèi)空氣，所以通道內(nèi)空氣溫度與室內(nèi)溫度基本相同，因此可節(jié)省采暖與制冷的能源，對采暖地區(qū)更為有利。由于內(nèi)通風需要機械設(shè)備和光電控制百葉卷簾或遮陽系統(tǒng)，因此有較高的技術(shù)要求和費用。

三、幕墻設(shè)計要點分析

幕墻設(shè)計的要點：工程外裝修設(shè)計應(yīng)嚴格遵守國家標準《建筑幕墻（GB12618-2007）與行業(yè)標準《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ102-2003），在整體外形設(shè)計上追求外裝飾面的最大通透效果，力求晶瑩剔透、虛實相宜，體現(xiàn)國際上目前流行的“高技”派設(shè)計風格，保證幕墻的通透性、均質(zhì)性與整體性，充分體現(xiàn)大方、美觀、現(xiàn)代的設(shè)計要求。并在功能上，滿足用戶日常操作的便捷性和可靠性需求。雙層幕墻系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：（1）內(nèi)層幕墻；（2）外層幕墻；（3）通風道；（4）遮陽百葉窗簾；（5）鋼格柵；（6）埋件及掛接體系；（7）內(nèi)外層幕墻掛件；（8）防雷系統(tǒng)；（9）層間及周邊密封防火設(shè)置；

四、幕墻結(jié)構(gòu)分析

以下簡單的介紹下單元式雙層幕墻結(jié)構(gòu)即內(nèi)層幕墻和外層幕墻。

內(nèi)層幕墻由玻璃鋁板單元板塊，玻璃鋁板共面設(shè)計。外視形式為明框結(jié)構(gòu)，板塊座裝在橫龍骨上，內(nèi)外面內(nèi)塞膠條，即起到了密封作用，還實現(xiàn)了彈性接觸。面材兩道膠條密封，插接部位四道膠條密封，密封性能可靠。龍骨為斷熱型材，有效防止室內(nèi)外熱能的交換。鋁板背部設(shè)置了保溫巖棉，內(nèi)側(cè)加1.5mm鍍鋅板封修，內(nèi)視效果好。豎向龍骨設(shè)置熱浸鍍鋅鋼插芯，插接后保證上下板塊的剛性連接，增強了整幅幕墻的穩(wěn)定性。開啟扇設(shè)計為外平開窗，節(jié)省了室內(nèi)的空間，增加有效的使用面積。同時，開啟扇設(shè)有開啟角度限位裝置，防止出現(xiàn)窗扇與外層駁接玻璃碰撞的現(xiàn)象。

外層幕墻為點式玻璃和通風百葉的組合單元板塊。點式玻璃通過豎框上連接桿件上的駁接爪四點連接，四邊分別與上下橫框和左右豎框用膠條密封。豎向龍骨插接后形成橢圓弧形狀，為幕墻增加了可觀賞性。豎向龍骨也設(shè)置了不銹鋼插芯，參與插接，以增強整幅幕墻的穩(wěn)定性。為防止灰塵大量進入幕墻內(nèi)的空氣層，在通風口處設(shè)置防塵裝置，保證了進入室內(nèi)的空氣清潔。室內(nèi)的污濁的空氣通過空氣熱壓作用，排出室外。其工作原理是在呼吸幕墻設(shè)計過程中，運用空氣熱壓原理和煙囪效應(yīng)，在幕墻進風口形成正壓區(qū)，使自然風進入緩沖區(qū)；在出風口形成負壓區(qū)，使室內(nèi)污濁空氣通過緩沖區(qū)，排出室外。在自然通風的系統(tǒng)設(shè)計中，防塵介質(zhì)的選用直接關(guān)系到通風效果。

對外層幕墻來說，由于緩沖區(qū)與室外氣體相通，一方面使外幕墻內(nèi)外兩側(cè)溫差減少，另一方面，潮濕氣體隨時被換氣排出室外，所以，外層幕墻內(nèi)表面也不會結(jié)露，因此呼吸幕墻具有防止結(jié)露的功能，可以大大提高建筑及裝飾的壽命和幕墻的功能。

五、雙層幕墻的適用范圍

雙層幕墻不僅僅起到劃分空間的作用，同時也是建筑內(nèi)外能量交換的媒介。建筑立面的雙層幕墻結(jié)構(gòu)在建筑與周圍生態(tài)環(huán)境之間建立一個緩沖區(qū)域，既可以在一定程度上防止各種極端氣候條件變化的影響，又可以促進使用者所需要的各種微氣候調(diào)節(jié)手段的效果，為建筑系統(tǒng)提供良好的微氣候環(huán)境，盡量滿足使用者的各種舒適要求。例如我國南方炎熱的夏季，人們希望室內(nèi)比較涼爽，建筑物的熱工設(shè)計追求冷房效果，以減少空調(diào)的制冷負擔，節(jié)約能源和運行費用，人也感到自然、舒適。根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》，建筑的夏季防熱應(yīng)采取自然通風、窗戶遮陽、圍護結(jié)構(gòu)隔熱和環(huán)境綠化等綜合措施。雙層幕墻的夏季防熱設(shè)計，一方面采取遮陽的措施，以減少太陽光對室內(nèi)的短波輻射熱；另一方面采取隔熱措施，以減少室外對室內(nèi)的傳熱，同時達到節(jié)能和環(huán)保雙重作用。雙層幕墻的空氣通道中設(shè)置了遮陽百葉簾，若放下百葉簾并調(diào)節(jié)百葉片角度，即可改變百葉簾的遮陽系數(shù)或遮陽效果，從而既阻擋陽光直接射入室內(nèi)，又可滿足室內(nèi)采光要求，即使百葉片全關(guān)閉，由于百葉片特殊的材質(zhì)，人們在室內(nèi)也可朦朧地感覺到室外的景物，達到室內(nèi)滿意的光環(huán)境效果。同時，雙層幕墻上、下兩單元之間有水平向的隔離裝置，也起到“水平遮陽”的作用。雙層幕墻的隔熱作用，主要是借助空氣通道中的“煙囪效應(yīng)”來實現(xiàn)的。當外層幕墻的出風口開啟、內(nèi)層幕墻換氣口關(guān)閉時，太陽光能透過外層幕墻的透明玻璃，加熱通道中的空氣。由于壓差作用，通道中的熱空氣上升，從出風口排出，室外較低溫度的空氣從進風口進入補充，流動的空氣帶走通道中和內(nèi)層幕墻外表面的熱量，就減小了內(nèi)層幕墻里、外側(cè)表面間的溫度差，從而減少外側(cè)表面至里側(cè)表面的傳熱，起到隔熱作用。若內(nèi)層幕墻玻璃采用中空玻璃或遮陽型LOW-E 中空玻璃，還可進一步降低里、外側(cè)間的傳熱。

結(jié)語

雙層幕墻的應(yīng)用具有良好的節(jié)能性、環(huán)保性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。但目前雙層幕墻技術(shù)還不夠完善，工程實例還較少，無論在理論還是實踐中還需要專家、建筑專業(yè)人員等共同努力探索，隨著人們對環(huán)境的日愈重視，雙層幕墻必將成為我國今后幕墻發(fā)展的重要方向。

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